Question

16．小芳和小紅一起做探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)發(fā)現(xiàn)杠桿停在如圖甲所示的位置．小明將左端的平衡螺母向右調(diào)，小紅認(rèn)為也可以將右端的平衡螺母向調(diào)右（選填“右”或“左”），使杠桿在水平位置平衡；
（2）在杠桿的兩端加掛鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄在表格中，實(shí)驗(yàn)時(shí)杠桿在水平位置平衡的目的是：便于測(cè)量力臂；多次實(shí)驗(yàn)的目的是：多次測(cè)量得出的結(jié)論具有普遍性；

次數(shù)	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

（3）小芳根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：F₁L₁=F₂L₂；
（4）乙圖中若杠桿右端不掛鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在左端第3格處拉杠桿使其平衡．則最小拉力的方向?yàn)樨Q直向上；
（5）如圖丙，將彈簧測(cè)力計(jì)掛在杠桿右端第4格處向下方拉使杠桿平衡，當(dāng)拉杠桿的力由向左下方逐漸變?yōu)橄蛴蚁路嚼�的過(guò)程中，拉力的變化情況是D．（填選項(xiàng)符號(hào)）
A．逐漸變大      B．逐漸變小     C．先變大后變小     D．先變小后變大．

Answer 1

分析 （1）杠桿左端下沉，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移；
（2）使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（4）杠桿在水平位置平衡，要使拉力最小，力臂應(yīng)該最大，使力臂在杠桿上力臂最大．當(dāng)杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上時(shí)，力臂在杠桿上．
（5）首先分析力臂的變化，再根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，分析拉力的變化．

解答 解：
（1）杠桿左端下沉，應(yīng)將杠桿重心向右移，所以應(yīng)將兩端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，應(yīng)通過(guò)調(diào)節(jié)鉤碼的位置及數(shù)量使杠桿在水平位置平衡，這樣力臂恰好沿著桿的方向；目的是為了便于測(cè)量力臂；
探究杠桿平衡的條件時(shí)，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)排除偶然性，尋找普遍規(guī)律．
（3）分析表格中的數(shù)據(jù)可得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（4）杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上，力臂最大，力最小．所以彈簧測(cè)力計(jì)在杠桿左端豎直向上拉杠桿，杠桿才能在水平位置平衡；
（5）當(dāng)拉杠桿的力由向左下方逐漸變?yōu)橄蛴蚁路嚼�的過(guò)程中，拉力的力臂逐漸變大；當(dāng)拉力豎直向下時(shí)，力臂達(dá)到最大；當(dāng)拉力逐漸變?yōu)橄蛴蚁路嚼�的過(guò)程中，力臂又逐漸變�。�綜上所述力臂的變化情況是先變大后變小；
根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，可知杠桿左邊的“阻力×阻力臂”不變，則右邊的動(dòng)力和動(dòng)力臂成反比，力臂的變化情況是先變大后變小，所以拉力的變化是先變小后變大．
故答案為：（1）右；（2）便于測(cè)量力臂；多次測(cè)量得出的結(jié)論具有普遍性；（3）F₁L₁=F₂L₂；（4）豎直向上；（5）D．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，從杠桿的調(diào)平、實(shí)驗(yàn)的操作、數(shù)據(jù)的分析、結(jié)論的得出等方面進(jìn)行了考查．